Vårmöte Renare Mark - 24 mars 2009 Hållbar riskbedömning. Spridning och belastning. Slutsatser. Innehåll

Transkript

1 Hur kan man bedöma spridning och riskreduktion? Gabriella Fanger och Mark Elert, Kemakta Konsult Vårmöte Renare Mark - 24 mars 2009 Slutsatser Innehåll Utgångspunkter (NV) Vilka faktorer är viktiga att ta hänsyn till? Hur kan man använda resultat från laktester i riskbedömningar? Vilken belastning kan vi acceptera på våra grund- och ytvatten? Vårmöte Renare Mark - 24 mars 2009 Hållbar riskbedömning Vårmöte Renare Mark - 24 mars 2009 Spridning och belastning Hållbar riskbedömning

2 Utgångspunkter (NV) Bedömning av miljö-och hälsorisker vid förorenade områden bör göras i såväl ett kort som långt tidsperspektiv Grundvatten och ytvatten är naturresurser som i princip alltid är skyddsvärda Spridning av föroreningar från ett förorenat område bör inte innebära vare sig en höjning av bakgrundshalter eller utsläppsmängder som långsiktigt riskerar att försämra kvaliteten på ytvatten- och grundvattenresurser Hur ser våra förorenade områden ut? Förorening i höga halter ger risk för hälsoeffekter på kort och medellång sikt Förorening riskerar att ge effekter påväxter och djuri marken Stora mängder förorening sprider sig eller riskerar att sprida sigoch ge effekter på grundvatten och ytvatten

3 Vad dimensionerar saneringen? Hälsoeffekter och markmiljö Jord med höga föroreningshalter åtgärdas => jämförelse med platsspecifika riktvärden Risker för spridning Platsspecifika riktvärden ger en indikation av vilka halter som måste åtgärdas Variationer i: Lakbarhet Spridningsförutsättningar Andra riskbedömningsmetoder krävs för att bedöma åtgärdsbehovet Vad behöver vi veta? Utlakning från den förorenade jorden Primär föroreningskälla Spill, deponerade askor, slagger, avfall, m.m. Sekundär föroreningskälla Jord som förorenats pågrund av utlakning från den primära källan Spridningsförutsättningar Vattenflöden Transporttider Möjlighet till fastläggning Nedbrytning och omvandling Slutsatser från Hållbar Sanering Standardiserade laktester ger värdefull information för riskbedömningen! Tillåter jämförelser av olika objektoch resultat från olika laboratorier och innebär en kvalitetskontroll

4 Vilket laktest ska jag välja? Skak-och/eller perkolationstester enligt standard Bedöma lakbarheten av föroreningar Ta fram indata till platsspecifika modeller Ger information om styrande processer Bestämning av ANC Jordens syraneutraliserande förmåga/buffertkapacitet Möjlig påverkan påutlakning pålängre sikt pågrund av förändringar i jordens buffringskapacitet ph-statiska tester Förändringar av ph-värdet i den naturliga miljön - utlakning på lång sikt Tolkning av styrande processer Skillnad i eluathalt: skak-kolonn Oorganiska ämnen God repeterbarhet (dock få prov) Varierande inverkan av lakvätska (destvatten/kalciumklorid) CaCl 2 ger högre utlakning av Ba, Cd, Ni, Zn och Co, men lägre för Cu och Pb Vissa skillnader mellan testmetoder, men oväntat små <faktor 2 för de flesta ämnen

5 Hur ska jag använda lakresultaten? Beräkning av Kd-värdenför att beskriva graden av utlakning Kd-värden används bl.a. i Naturvårdsverkets riktvärdesmodell och i flera spridningsmodeller Målet är göra en rimligt konservativ uppskattning av den utlakning som kan ske från en förorenad jord i ett långtidsperspektiv Kd-värdet kan beräknas från kvoten mellan halt i jord (syralakbart) och halten i lakvätskan Kd [l/kg TS] = Cs [mg/kg TS]/Cw [mg/l] Kd-värdet används för att beskriva utlakning, ej sorption till oförorenad jord Att tänka på vid tolkning av resultat Jämförelse med geokemiska förklaringsmodeller för utlakning stämmer inte alltid! Tidsskalan kinetiska effekteri utlakningen (inverkan av kemisk reaktionshastighet) leder till att jämvikt ej hinner ställa in sig halten i eluat kan underskattas Extrapolation av resultat från laktester är osäkra Tillämpning i riskbedömningen Kinetiska effekter och löslighetsbegränsningar; Kd-konceptet ej tillämpbart Förändringar i ph eller redoxpotential kan påverka lakbarheten av många ämnen Halt As eluat (µg/l) Halt eluat LS 0-2 (µg/l) Halt eluat LS 2-10 (µg/l) y = x R 2 = y = x R 2 = Halt As jord (mg/kg TS)

6 Jämför laktester med andra metoder! Möjliga förändringar med tiden ph-statiska tester(lakning vid olika ph) Syraneutraliserande tester (ANC) In-situ Kd beskrivande dagens situation i fält Lysimetertester Uppmätta halter i jord och grundvatten Geokemiska tolkningar Exempel från Glasbruksprojektet Glasbruksprojektet finansierades av länsstyrelserna i Kalmar och Kronobergs län Laktester visar att metallutlakning från glaskross inte är obetydlig Belastning från flera glasbruk som belastar en åoch flera åar som gemensamt belastar havet Vilken belastning kan vi acceptera? Samtidiga undersökningar och laktester på flera bruk ger underlag för jämförelser och prioritering

7 Utförda laktester Visar en hög lakbarhet hos jord från bruksmark (skaktest) Hög lakbarhet från glaskross (skaktest) Begränsad lakbarhet från glasbitar (mättnadstest) dock inte försumbar Hög föroreningstillgänglighet i simulerade biotillgänglighetstest Jämförelse med deponeringskriterier Jord FA eller IFA Glaskross IFA (FA) Glasbitar IA (IFA) Halt i eluat och grudnvatten (Pb µg/l) µg Pb/l Jämförelse eluat-grundvattenhalter GV Etapp 1 GV ofiltr Bly i grundvatten och eluat (tvåstegs laktest, ytlig jord), analyser för bruksmark Eluathalter i nivå med uppmätta grundvattenhalter (variationer) GV filtr Laktest eluat GV Etapp 1 GV ofiltr GV filtr Laktest eluat GV Etapp 1 GV ofiltr GV filtr Flygsfors Gadderås Strömbergshyttan Laktest eluat GV Etapp 1 GV ofiltr Flygsfors Gadderås Strömbergshyttan Alsterfors GV filtr Alsterfors Laktest eluat Max Min Medel

8 Vilken belastning kan vi acceptera på våra grund- och ytvatten? Läckage från bruken har en begränsad påverkan på havet, men... Total föroreningstransport i åarna Antal bruk Läckage av As, Cd, Pb, Sb, B (kg/år) Alsterån 4 25 Alsterfors (83 %) Ljungbyån 7 92 Flygsfors (82 %) Hagbyån 1 18 Endast 1 bruk (Boda) Lyckebyån 5,5 46 Emmaboda (47 %) Åfors (19%) Skruf (18%) Ronnebyån 2,5 68 Bergdala (56 %) Strömbergshyttan (41 %) Lindshammar (91 %) Mörrumsån 2 27 Totalt alla åar Bruk med största enskilda bidrag* (%) Årlig total uttransport via de sex glasbruksåarna till Östersjön: cirka 1000 kg arsenik cirka 100 kg kadmium drygt 1000 kg bly Behov av riskreduktion...men en potentiellt stor lokal påverkan på åarna? Läckagets andel av total transport i åarna nollalternativet 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% As Cd Pb Ba Co Cr Cu Hg Ni Sb Zn Uppskattningen för Cd är behäftad med osäkerheter Vårmöte Renare Mark - 24 mars 2009

9 Frågeställningar för riskbedömningen Hur höga halter kan uppkomma i: Grundvatten Sjöar och vattendrag Hur stort blir utsläppet (belastningen)? Hur stor är källan? Var kan utsläpp förväntas? När kan utsläpp förväntas? Hur effektiva är olika åtgärder? Bedömning av effekter på människa och miljö Jämföra med belastning från andra källor Hur länge kan det pågå? Vilka drabbas? Hur akut är åtgärden? Vilken åtgärd skall väljas? Ytvatten Hur beräkna spridningen? Stora variationer i: halter lakbarhet spridningsbenägenhet Svårt att beskriva med riktvärden Ytavrinning Infiltration Avdunstning Utlakning Utbyte med ytvatten Grundvattenflöde

10 Metoder att beräkna spridningen Enkla modeller Riktvärdesmodellen - utspädning Komplexa transportmodeller fysikalisk-kemiska processer fastläggning Problemområden Stor variation i egenskaper Stora variationer i tiden Vattenflöden Kemiska förhållanden Stor mängd (svårtillgängliga) data krävs Simulering av halter i mark-och grundvatten Olika modeller Enkel modell (riktvärdesmodellen) Mer komplex modell (advektionsdispersionsmodell) Den enkla modellen överskattar halter i grundvattnet (förväntat) AD-modellen ger bra beskrivning för Ni, Zn (Cd), men underskattar spridningen av Cu och Pb. Halt i grundvatten (µg/l) Concentration (µg/l) 1E+4 1E+3 1E+2 1E+1 1E+0 1E-1 1E+4 1E+3 1E+2 1E+1 1E+0 1E-1 Cd Cu Ni Pb Zn GROUNDWATER TRANSPORT GV Tö4 Modell GV Tö4 Uppmätt GV B17 Modell GV B17 Uppmätt Cd Cu Ni Pb Zn Cd Cu Ni Pb Zn 1E Distance from source (m)

11 Hur utvärdera effekter av åtgärder? Begränsning av källa Begränsning av spridningsvägar Enkel spridningsmodell som kan simulera åtgärder Infiltration Avdunstning Ytvatten Ytavrinning Utlakning Schakt Utbyte med ytvatten Grundvattenflöde Exempel Grimstorp Indelning i delområden Transport över och under grundvattenytan Delområdena avvattnas via grundvattnet eller via diken Utlakning enligt Kd-konceptet Transportmodell (i detta fall utan fastläggning)

12 Vad kan vi acceptera för belastning på våra grund-och ytvatten? Utgångspunkter (NV): Grund-och ytvatten är naturresurser som i princip alltid är skyddsvärda Ingen höjning av bakgrundshalter eller utsläppsmängder som långsiktigt riskerar att försämra kvaliteten på ytvatten- och grundvatten Sediment-och vattenmiljöer bör skyddas såatt inga störningar uppkommer pådet akvatiska ekosystemet och att särskilt skyddsvärda och värdefulla arter värnas Svårigheter i bedömning av belastning Utsläpp från förorenad mark Sedimentation samt avgång pågående utsläpp Avgång från tidigare förorenade sediment Flera olika typer av föroreningar Påverkan på recipienten av andra orsaker: Sekundära källor förorenade sediment Belastning från andra föroreningskällor Andra orsaker till miljöeffekter Komplicerade samband mellan halter och faktisk miljörisk

13 Bedömning av belastning Uppskattning av halttillskott (nuvarande & framtida) Avvikelse från bakgrund eller effektkriterier Kan vara svårt att mäta halttillskott Diffusa utsläpp Inlagring i sediment Jämförelse med andra källor Bristande kunskap om olika källor Andra typer av utsläppsgränser Stora skillnader i möjligheten att åtgärda källan Annan utsträckning i tiden Spridning från förorenade områden Förorenade områden kan vara en betydelsefull lokal föroreningskälla Stora områden kan även ha regional betydelse Utsläpp till vatten (kg/år) Medelstort förorenat område Stort förorenat område Reningsverk pe Skogsindustri Vattendrag (1 m3/s) ,1 20 0, As Cd Cu Pb Zn

14 Vad behöver vi veta mer om? Lakning i ett långtidsperspektiv Tidsberoende Redox och ph, vittring Fastläggning i marken kan vi lita påden? Heterogena jordar snabba transportvägar Effekter av utsläpp Samspel mellan källor påland och källor i vatten Samspel mellan föroreningar Slutsatser Laktester ett viktigt verktyg i riskbedömningen men Ändamålsenliga modeller för lakning och spridning anpassade till tillgänglig datamängd och krav pånoggrannhet kombinera lakundersökningar och fältdata med modeller som ger ökad förståelse Spridning bör bedömas med olika metoder Avvikelse i halter - Effektbaserade gränser Belastning

15 Slutsatser Spridning från förorenade områden som belastningskälla: Kan ge väsentlig belastning i lokal skala Stora områden kan vara väsentliga även i regional skala Utsläpp från förorenade områden kan pågå under mycket lång tid Utredningsmetodik med samtidiga markmiljötekniska undersökningar på flera objekt i ett avrinningsområde Bättre underlag för att bedöma acceptabel sammantagen belastning på recipienter Underlag för jämförelser och prioritering av åtgärder vid olika objekt med samma recipient